Влияние выбросов алюминия впервые изучили в отношении детей

Многие родители хорошо знакомы с ситуацией, когда ребенок, переболев, буквально по прошествии нескольких дней посещения школы снова заболевает. При этом мало кто задумывается, что причиной ослабленного иммунитета и такой уязвимости ребенка может быть не что иное, как качество воздуха, который помимо общераспространенных загрязнителей содержит в своем составе микрочастицы казалось бы безвредного алюминия.

Прежде всего, этот металл окружает нас повсюду. Многие предметы нашего повседневного обихода — от оконных рам и дверных конструкций до кухонной посуды, банок для напитков и пищевой фольги — изготавливаются из алюминия. Он стал неотъемлемой частью современной жизни благодаря своим уникальным свойствам. Например, алюминиевая посуда ценится за легкость, долговечность и доступную стоимость.

Одновременно алюминий считается опасным металлом из-за своей способности накапливаться в организме и нарушать ключевые физиологические процессы. Однако предметы, изготовляемые из металла, являются безопасными, пока алюминий сохраняет целостность. Его поверхность мгновенно покрывается оксидной пленкой при взаимодействии с кислородом воздуха, которая изолирует металл от воздействия окружающей средой (еды, человека). Опасность возникает при повреждении этого слоя (царапины, сколы) и особенно при контакте с кислой или щелочной средой (например, приготовление томатного соуса в алюминиевой кастрюле). В этом случае ионы алюминия могут начать переходить в пищу или воздух в виде мельчайшей пыли.

Но если с бытовым характером нагрузки алюминием еще можно справиться, то с промышленным загрязнением бороться куда сложнее. Проблема усугубляется тем, что источники такого загрязнения — угольные теплоэлектроцентрали и алюминиевые заводы — являются неотъемлемой частью промышленного ландшафта многих регионов России и мира. Наибольшую тревогу вызывают выбросы именно данных источников, которые в огромных масштабах выбрасывают в окружающую среду алюминий в виде мелкодисперсной пыли и растворимых его соединений. Данная форма алюминия легко вдыхается и попадает в организм напрямую, минуя естественные барьеры организма (ЖКТ, печень). Именно хроническое поступление такой пыли через органы дыхания приводит к системному накоплению металла в организме, что и является одной из скрытых причин ослабления иммунитета.

Преимущественно иммунотропный характер воздействия на организм соединений алюминия удалось установить в ходе проведенных совместно с учеными ПНИПУ исследований. Группа специалистов провела комплексное обследование и выявила, что у детей, проживающих в условиях загрязнения атмосферного воздуха алюминием, происходят серьезные нарушения в работе организма. Было установлено, что соединения алюминия обладают мутагенным действием, оказывают нейротоксический эффект и вызывают дисфункцию иммунной системы.

Чтобы оценить особенности воздействия, были сформированы группа наблюдения и контрольная группа. В исследовании участвовало 156 детей в возрасте 7–11 лет. 111 детей, проживающих в зоне загрязнения воздуха алюминием, и 45 из условно чистого района. 

На первом этапе ученые с помощью высокоточного метода — масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой провели измерение содержания алюминия в образцах крови и мочи детей обеих групп. Результаты анализа показали, что у детей, постоянно проживающих в зоне, подверженной воздействию выбросов промышленных предприятий, концентрация алюминия в крови была в среднем в 4 раза выше (0,054 мг/дм³ против 0,014 мг/дм³), а в моче — в 3,1 раза выше (0,031 мг/дм³ против 0,010 мг/дм³), чем у их сверстников из «условно чистой» территории.

Использованный в исследовании метод масс-спектрометрии — современный и точный способ измерить количество металлов в организме. Работает он как сложный сортировщик и счетчик крошечных частиц. Сначала каплю крови или мочи превращают в мельчайшие капли (аэрозоль). Потом пропускают через аргоновую плазму — газ, разогретый до огромной температуры (около 6000–10 000°C). В этой плазменной «печке» все вещества распадаются на мельчайшие заряженные ионы. Затем эти частицы попадают в сортировщик, где магнитное поле раскладывает их по весу: легкие летят по одной траектории, тяжелые — по другой. Так по молекулярной массе отделяются именно частицы алюминия. В конце специальный счетчик подсчитывает их количество.

На втором этапе исследовано влияние алюминия на иммунитет детей. Основное внимание уделялось проверке активности фагоцитов — клеток-защитников, первыми встречающих инфекцию. Для оценки их работы использовались эритроциты барана, определенная специфичность которых позволяет их четко воспринимать и распознавать клетками иммунной системой как чужеродные агенты и получать точные соизмеримые с воздействием бактериальных патогенов результаты.

Оказалось, что у детей, проживающих в зоне влияния промышленных источников, эти клетки стали «ленивыми» — их способность захватывать и уничтожать вредоносные частицы и микробы значительно снизилась. Затем ученые измерили уровень важнейших защитных белков — иммуноглобулинов классов G (долгосрочная иммунная память), A (защита слизистых — нос, горло, кишечник) и M (быстрое реагирование на новые инфекционные агенты). Результаты оказались тревожными: концентрация всех трех типов антител была существенно снижена по сравнению с нормой на 32%, 17% и 23%. Низкий уровень иммуноглобулинов означает, что организм утратил способность эффективно противостоять инфекциям — у него истощены ресурсы для борьбы с вирусами и бактериями.

Самые глубокие нарушения были обнаружены при анализе специализированных иммунных клеток. Исследование показало, что количество клеток- натуральных киллеров (NK-клеток), которые отвечают за уничтожение вирусов и раковых клеток, уменьшилось более чем в два раза. В то же время стало больше регуляторных T-клеток, которые выполняют функцию «тормоза» иммунной системы. Такой дисбаланс создает двойную проблему: ослабевает активационная способность иммунитета и одновременно усиливаются его супрессорные, подавляющие механизмы.

Ученые также провели обследование детей с вегетативными расстройствами, которые, как и остальные, проживали в загрязненных районах, и выяснили, что у этой группы уровень содержания алюминия в крови был на 14% выше, чем у условно здоровых детей из этой же зоны. При этом уровень специфических антител класса G к алюминию у них был повышен в два раза, а уровень белка, который высвобождается при повреждении нервных клеток был выше в 2,3 раза.

Согласно результатам исследований, проживание в условиях загрязнения алюминием приводит к снижению функциональной активности иммунных клеток у детей в среднем на 10%. Самым тревожным оказалась избыточная сенсибилизация — состояние, при котором иммунитет начинает вырабатывать повреждающие организм антитела против алюминия, «ошибочно» воспринимая его как угрозу. Этот эффект напоминает аллергическую реакцию: иммунная система атакует безвредные частицы, точнее белки организма с которыми алюминий конъюгировал, что приводит к хроническому воспалению и истощению ресурсов системы биологической защиты. В результате человек остается беззащитен перед реальными инфекциями, тратя возможности и ресурсы иммунитета на борьбу с искусственно созданной опасностью, перестраивая работу  иммунитета на атаку белков собственного организма.

Ученые выяснили, что загрязнение воздуха соединениями алюминия является одним из факторов риска, приводящим к формированию вторичного иммунодефицита у детей. В результате экспозиции алюминием организм становится более уязвим к инфекциям и возникновению аллергических реакций из-за поломки (сбоя) физиологической программы иммунной системы. А у детей с предрасположенностью к вегетативным расстройствам алюминий, преодолевая защитный барьер мозга (гемато-энцефалический барьер), оказывает нейротоксические эффекты, тем самым формируя вегетативную дистонию, либо усугубляя уже существующую патологию.

Сообщение подготовлено по результатам исследования, изложенного и опубликованного в трудах и материалах Всероссийской конференции с международным участием, проходившей в 2025 году в Саратове.

ПНИПУ

1307 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram